黄土丘陵区小流域尺度上土壤有机碳空间异质性

通过对上黄试区小流域不同土地利用类型下的60个样点的采样分析,结合地统计学原理对小流域土壤有机碳的空间异质性进行研究。试验结果表明,土壤有机碳含量随土层深度的增加而减少,不同土地利用类型下的土壤有机碳存在显著性差异。表层0-10cm的土壤有机碳含量为9.544g/kg,明显高于10-30cm的7.10g/kg和30-60cm的4.63g/kg。通过Kriging插值法估算,其结果也表现出相同的规律。由土壤有机碳含量分布图可知,0-10cm,10-30cm和30-60cm 3层土壤的有机碳含量均表现出天然草地和柠条纯林高于川台地和河滩地。土壤有机碳含量在空间分布上表现出的特征,与动植物在土体中的垂直分布格局、人类社会活动及区域气候条件等因素有关。     

基于层次分析法的纸坊沟流域农业生态经济系统效益评价

通过对农业生态经济系统效益进行量化,判断区域农业生态经济效益的发展趋势,为优化产业结构提供依据。以纸坊沟流域为例,对2001-2008年农业经济调查数据进行分析,运用层次分析法对农业生态经济系统效益评价体系进行分析,通过专家咨询法确定关键指标及其权重,结合相关评价标准及打分法（10分制）对数据进行标准化,利用权重及标准化值对数据进行归一化处理,得出农业生态经济系统效益评价的量化结果。结果表明:2001年、2005年和2008年纸坊沟流域农业生态经济系统效益综合分值分别为5.409、6.153和7.026,分别为“中等”和“良好”级。层次分析法可进行定量-定性转换,更加直观地表达流域农业生态经济系统效益变化趋势。     

Spatial distribution of soil salinity and potential implications for soil management in the Manas River watershed,China

Understanding the watershed-scale spatial distribution of soil salinity and its compositions is important for soil management. Here, we present the first study on the Manas River watershed in northwest China. In this study, we took soil samples in upper 20 cm of soil from 186 locations across the watershed and measured total salt concentration (TSC), salt ion composition and soil particle size distribution (PSD). We found that on average topsoil TSC tended to increase, from 3.55 g kg⁻¹ in upstream regions to 19.40 g kg⁻¹ in downstream regions. The stoichiometric analysis showed that the equivalence ratio of soil Cl^- to SO₄²⁻ increased from 0.53 in upstream regions to 2.12 in midstream regions, and further to 3.76 in downstream regions; thus, the soil types were classified into chloride–sulfate, sulfate–chloride and chloride soils types, respectively. Additionally, proportions of small (<2 μm in diameter) and large (>2,000 μm) soil particles increased, while that of medium sizes (2–50 μm) decreased from upstream to downstream, with an increasing coefficient of variance (CV) in PSD. Taken together, watershed-scale topsoil salinity may be horizontally characterized by increased TSC and Na⁺ & Cl⁻ proportions, greater equivalence ratio of Cl⁻ vs. SO₄²⁻ and more balanced distribution of PSD along with surface water flow. Results demonstrated that soil salinity and its ions compositions showed a great variation across the watershed scale, suggesting that soil management may consider the spatial heterogeneity of saline–alkaline soil types, and our results provided scientific guidance for local soil management and restoration.     

黄土高原小流域土壤总碳分布与储量研究

以位于黄土高原典型沟壑区的砖窑沟流域为研究区,通过对流域内土壤分层取样分析,运用地统计学方法探讨了流域土壤总碳的空间分布特征,并在运用Kriging插值法生成流域土壤总碳含量空间分布图的基础上,通过构建土壤碳储量估算模型,估算出流域土壤总碳储量。结果表明,砖窑沟流域土壤总碳含量总体上随着深度增加而减少,同一深度层内土壤总碳含量沿梁峁顶部→梁峁坡→沟坝地依次减少;流域内0—100 cm深度内土壤总碳储量占0—200 cm深度内土壤总碳储量的51.8%。100—200 cm深度的土壤碳储量在0—200 cm深总碳储量中仍占较大比重。因此,在研究黄土高原土壤碳储量时,100 cm深度以下的土壤碳储量不容忽视。     

基于黄土丘陵沟壑区第Ⅰ副区淤地坝淤积调查的土壤侵蚀模数计算

[目的]探索适合黄土丘陵沟壑区不同沟道土壤侵蚀模数计算的新方法,为区域水土流失防治和水保规划提供数据支持。[方法]以黄土丘陵沟壑区不同沟道74个不同坝型的淤地坝为基础,将其看作小流域的沉沙池,同时结合实地调查测量与分析计算,利用淤地坝赋存的泥沙信息获得不同级别沟道的土壤侵蚀量。[结果](1)在地形复杂的黄土丘陵沟壑区,土壤侵蚀模数与不同沟道对应的淤地坝控制面积具有一定的负相关关系;(2)土壤侵蚀模数调查值较设计值显著降低,造成淤地坝空坝率上升,使淤地坝长期保持负效应。[结论]利用闷葫芦坝淤积量推算坝体控制面积土壤侵蚀量,方法简单合理。同时小流域坝系可采用多种方法综合分析,相互印证,可较准确地确定小流域土壤侵蚀模数。     

季节性冻土融化期小流域尺度面源污染物迁移规律

为更好地认识冻土在融化期面源污染物的析出规律,该文以吉林省长春市黑顶子河流域为研究对象,将流域分为4类典型汇流区,监测了冻土融化期不同汇流区以及小流域尺度的水文特性及面源污染物析出入河过程。采用质量平衡法确定了流域尺度的水量及污染物析出量。第I类汇流区水和污染物析出通量主要受稻田排水汇流过程影响;以玉米种植为主的第II和第III类汇流区,水和污染物析出通量变化范围受到土壤利用信息的影响更为显著;农村居民区(第IV类汇流区)单位面积析出通量显著的超过I~III类汇流区。初始条件、汇流区面积、坡度是影响冻土向河道析出过程的重要因素。冻结过程中,水稻和玉米两种下垫面水和污染物质量显著增加,然而表现出显著不同的再分布过程。冻土融化过程中,第I、II和III类汇流区表层融化区主要影响NH4+的析出入河过程,最大融化区内含水量和NO3-浓度发生显著变化。冻土融化期析出流量和NH4+析出通量的标准差与均值比显著的小于NO3-析出通量标准差与均值比。采用质量平衡方法确定的流域水和污染物析出入河过程与通过不同汇流区析出水量和污染物质量叠加所确定的水和污染物析出入河过程一致。平衡分析表明,单位面积冻土中水、NH4+和NO3-析出量占未融化层以上水、NH4+和NO3-析出量的32.9%~74.6%,96.3%~243%,28.6~182%,占土壤最大冻结深度以上水、NH4+和NO3-析出量的10.6%~59.2%,26.4%~110%以及17.6~76.4%。     

羊窝河流域退化高原湿地水文分析

通过数字化地形图构建大山包羊窝河流域数字高程模型,生成羊窝河流域DEM,利用DEM提取流域水系、子流域、汇流方向及汇流量．结合河道简化,用GIS模拟出羊窝河流域地表径流及筑坝后黑颈鹤适宜栖息生境动态变化．进一步研究羊窝河流域筑坝地点选择、筑坝高度与汇水量关系,为羊窝河流域湿地水文恢复工程建设提供依据．     

江西赣江沙害的流域生态学以及治理的初步研究

江西赣江是我国南方的重要河流,流域面积约占省域的一半.目前,其干流、部分支流和部分流域的沙害已极为严重,航运功能已基本丧失.本文对赣江的沙害进行了流域生态学的研究,以探索其流域中的沙源,部分流域的严重生态破坏和粗沙流出的原因,粗沙的流出量,以及沙害对生态环境和经济发展的影响.同时,也对沙害的相对完全治理进行了小流域的实验和示范,并提出了相关的推广建议.     

改进的区域生长算法在彩色年轮图像分割中的应用

提出了一种基于分水岭算法和区域生长算法相结合的彩色年轮图像分割算法,首先采用分水岭算法检测边缘,得到彩色年轮图像的大致区域分布,然后结合区域颜色和空间信息自动获得种子点,实现区域生长。分割结果表明,该方法能够更加快速地获得清晰的年轮边缘。     

论生态食物链在小流域治理开发中的应用

生态食物链反映了生物界互相依存、互相制约的关系。对小流域(经济沟)治理意义最大的是“粮-人”食物链、“草-畜”食物链、“地-商”食物链。增强主导食物链运行强度的“加减公式原理”,扩大粮食来源的“加加公式原理”,扩大肉、蛋、奶转化的“新金字塔原理”,调整生态食物链内外循环的“能流、物流平衡与价值流不平衡原理”,是小流域(经济沟)建设的生物学基础。为使开发治理具有活力,充满稳定和有序,必须解决“粪-土短路”问题,“粮食功能转化”不力问题,主导食物链运行强度减弱问题,土地投入产出比例失调问题,“地-商”食物链受阻问题。